Uziarnianie kruszyw - Krzywa przesiewu - Szkodliwe domieszki w kruszywach -

Woda zarobowa- szkodliwe domieszki w wodzie zarobowej

Kruszywa są to wszystkie okruchowe materiały kamienne

- naturalne np. piaski, źwiry, kruszywa łamane ze skał

- lub sztuczne jak np. żużle wielkopiecowe i paleniskowe, różne pęczniejace spieki mineralne wchodzące w skład zapraw lub betonów. Kruszywo jest dominującym skladnikiem betonu dlatego jego cechy mają duży wpływ na jakość betonu.

- Dowolną mieszaninę okruchów skalnych o róznej wielkości nazywamy pospółką.

Pod względem pochodzenia rozróżnia się:

- Kruszywa naturalne (piaski, żwiry)

- Kruszywa łamane ze skał rodzimych (grysy, klińce, tłucznie)

- Kruszywa sztuczne (żużle wielkopiecowe lub paleniskowe)

Ogólna charakterystyka :

- Ziarna zwiru ksztalt kul i elipsoid

- Grysów i klińców prostapoadlościany i sześciany

- Unika się ziaren o ostrych krawędziach i plaskich w szczególności do betonow

- Powierzchnia powinna być szorstka aby zapewnić przyczepność zaprawy cementowej

- Gatunki skal z których wykonywane jest kruszywo powinny być trwale, odporne na działanie czynników atmosferycznych i posiadać wytrzymałość na sciskanie nie < niż podwójna zamierzona wytrzymalość betonu, nie < jednak niż 500 KG/cm2 oraz nasiąkliwość nie wiekszą niż 4 % w stosunku do masy.

1. Piasek do zapraw i wypraw budowlanych

Piaskiem do zapraw i wypraw budowlanych nazywamy zespol ziaren pochodzenia naturalnego, których największa średnica czyli uziarnianie wynosi od 2 do 5 cm.W zalezności od przeznaczenia rozróżnia się trzy rodzaje piasku :

- Piasek do zapraw murarskich, tynkarskich i do gładzi

2. Naturalne kruszywa kamienne do betonu zwyklego:

Naturalnym kruszywem do betonow nazywamy materiala kamienny, występujacy w przyrodzie w postaci luźnych okruchów skalanych o uziarnieniu do 80 mm który może być poddany procesom uszlachetnienia polegajacym na przesiewaniu, płukaniu i przekruszniu nadziarna. W zależnosci od wielkości ziaren rozróżniamy trzy rodzaje: piasek, żwir, tłuczeń żwirowy i mieszanki piaskowo żwirowe.

- Piasek

Są to kruszywa drobne o wielkości ziarn ( żenczykowski do 2 mm piaski, norma rosyjska do 5 mm tak tez w Kobylińskim, niemieckiej do 7 mm francuskiej 6.3) nie > niż 5 mm W zależnosci od uziarnienia rozróznia się dwie odmiany piasku.

- Żwir

Jest to kruszywo grube o wielkości ziarn powyzej 5 mm W zalezności od wymagań fizycznych i chemicznych rozróznia się dwa gatunki.

- Tłuczeń żwirowy

Tłuczniem zwirowym nazywamy kruszywo grube o wielkości > 5 mm uzyskiwane w wyniku kruszenia nadziarna zwiru. Nadziarna tj. ziarna > od ziarn przyjetych do danego celu.Rozrózniamy dwa gatunki.

- Mieszanki wielofrakcyjne

Są to mieszanizy kruszywa grubego i drobnego. Mamy mieszanki piaskowo zwirowe, w których zawartość ziaren frakcji do 5 mm nie powinna przekraczać 60 % masy. W żwirowo piaskowych ziarna frakcji od 1.25 mm wzwyż nie wieksza niż 30 % masy a od 2.5 mm nie wieksza niż 25 %. Mieszanki z tłucznia zwirowego i piasku.

3. Naturalne kruszywa kamienne do nawierzchni drogowych i kolejowych

Nazywamy tak material kamienny rozdrobniony, występujacy w przyrodzie w postaci luźnych okruchów skalnych stosowanych do mas bitumicznych lub w stanie luxnym z wyj. Zapraw i betonow na spoiwach mineralnych.

4. Kruszywa kamienne łamane

Uzyskuje się przez reczne lub maszynowe rozdrabnianie skał ze złóż rodzimych. Sa to ziarna o szorstkiej powierzchni kształtem zblizone do ostrosłupa lub sześcianu. Stosuje się ja do batonów na spoiwach mineralnych oraz do nawierzchi kolejowych i drogowych.

- Kruszyny, kliniec, tłuczeń ( otrzymywane przez jednokrotne rozdrabnianie skał)

- Kruszywa łamane do betonu zwyklego marek powyzej 250

Kruszywo łamane granulowane otrzymuje się przez co najmniej dwukrotne mechaniczne rozdrabnianie skaly.Kształtem do wielościanów foremnych np. czworościanu

- Kruszywa lamane ze skal weglanowych również przez co najmniej dwukrotne rozdrobnienie skał weglanowych ( wpaieni, marmurów i dolomitow)

- Kruszywa łamane do nawierzchni drogowych i koleowych

5. Kruszywa sztuczne stosowane rownorzednie z kamiennymi do betonow zwyklych

Otrzymuje się przez rozdrobienie tworzyw mineralnych spieczonych np. klinkier ceramiczny lub stopionych np. żużel wielkopiecowy który jest produktem ubocznym przy wytapianiu surówki w wielkich piecach J , składa się głównie z klinianów i krzemianów wapnia z domieszką magnezu, zelaza i siarki. Po spuszczeniu z pieca jest wolno studzony na powietrzu a nastepnie rozdrabniany. .

6.Kruszywa lekkie naturalne i sztuczne

Kruszywa lekkie mogą być pochodzenia naturalnego np. pumeks, tuf wulkaniczny, lekkie wapienie lub sztucznego np. żużel wielkopiecowy spieniony, paleniskowy, keramzyt, agloporyt. Pumeks jest naturalnym materialem kamiennym który powstał z silnie zgazowanej magmu wulkanicznej. (nadajace się do eksploatacji - nie wystepuje na terenia Polski)

Tufy silnie porowate powstaja jako osady wyrzucone przez wulkany.

Lekkie kruszywa sztuczne otrzymuje się z odpadow przemyslowych lub z surowcow mineralnych. Produkowane w Polsce to np. zuzel paleniskowy, wielkopiecowy, wielkopiecowy granulowany, wielkopiecowy pumeksowy, keramzyt ( wytwarza się z surowców ilastych lub gliniastych, peczniejacych pod wplywem wysokie temp. W piecach obrotowych. Agloporyty wytwarza się z odpadów przem lub z odpowiednich surowcow przez spiekanie ich w wysokie temp. w czaszach, piecopanwie lub w taśmach spiekalniczych. Rozróznia się wiele odmaina tego materiału. Kruszywa lekkie sztuczne można stosować do zapraw tzw. cieplych, przeznaczonych do zapełnienia spoin pomiędzy blokami lub plytami z lekkich betonów.

7.Kruszywa ceglane

Otrzymuje się za pomoca łamaczy szczękowych lub walcowych cegieł nowych lub starych pochodzacych z rozbiórki budynków. Do produkcji kruszywa ceglanego powinno się urzywać cegly zwarte i mocne. Cegły pochodzace z rozbiórki należy oczyścic z zaprawy i spr. czy na murze nie było grzybów domowych J

8. Kruszywa utwardzajace

Sa to różnego rodzaju patentowane mieszanki okruchów bardzo twardych kamieni takich jak kwarcyt i krzemien lub sztucznych np. ogniowe stopy mineralne, porcelana, karborund. Kruszywa te zmieszane z cementem i woda dają beton o wysokie wytrzymałosci na sciskanie.

UZIARNIANIE KRUSZYW J

Technologia zapraw ustala gradację kruszywa według wielkosci ziarn. Poszczególne stopnie tej gradacji czyli tzw. Frakcje rozrożniane sa za pomocą analizy mechanicznej. Dwie najdrobniejsze frakcje

- Cząstki pylaste i ilaste 0-0.05

- Pyly grube 0.05- 0.1

Wszystkie większe frakcje określa się przez przesiewanie na serii znormalizowanych sit, czyli wymiarami sit na którym dnie frakcja podczas przesiewu calkowicie pozostaje i przez które całkowicie przechodzi.

Oprócz sit znormalizowanych polskich stosuje sie sita Fullera do celów porównawczych.

W zaleznosci od odmiany - uziarnianie piasku powinno spełniać:

Odmiana I piasek do zapraw murarskich krzywa miedzy a i b

II wyprawy tynkarskie krzywa pomiedzy a i c

III piasek do gładzi krzywa miedzy d i e

Piasek odmiany I uziarnianie mieszczace się pomiędzy krzywymi a i b zaś piasek odmiany II pomiedzy b i c.

KRZYWA PRZESIEWU

Kruszywo przed przesiewem należy wysuszyć do stałego ciężaru. Typowa próbka piasku powinna ważyć 500 g. Próbkę przesiewa się przez wszystkie sita zaczynając od najwiekszego. Przesiewanie jest zakończone gdy nie wiecej niż 1 % całej próbki przechodzi przez dane sito w ciągu jednej minuty wstrząsania. Pozostalość na kazdym sicie waży się na wadze o dokladności do1/500 ciężaru całej probki. Następnie oblicza się procentowa część całej probki przechodzacą przez sito i oznacza na wykresie punktem a. Odcięte tego wykresu sa proporcjonalne do wymiaru oczek sit kwadratowych w świetle. Linia łączaca punkty a1 i a2 stanowi krzywa przesiewu danego kruszywa.

Wskaźnik miałkosci ( do porownania kruszyw) po przesiewie przez sito Fullera sumuje się % ilosci kruszywa które nie przeszly przez kazde z sit (odcinki rzednych) i dzieli przez 100.

SZKODLIWE DOMIESZKI

- Domieszki pylowe i ilaste sa niepożadane, jeżeli oblepiaja tam mocno ziarna kruszywa, że nie mogą odlepić się od nich podczas mieszania zaprawy (lub w postaci zbitych grudek) wtedy uniemozliwiają zlepienie spoiwa z ziarnami. Przed użyciem takiego kruszywa należy je przemyć wodą.

- Kwas humusowy czyli kwas organiczny powstajacy przy rozkladzie w wilgotnej ziemi lub wodzie cial organicznych, jak rośliny, torf, węgiel brunatny. Występuje on jako nalot na ziarnach kruszywa naturalnego, zwłaszcza piasku kopalnianego. Kwas humusowy tworzy z wapnem zaczynu cementowego mydło, uniemożliwiające prawidlowe reakcje za skladnikami hydraulicznymi. Już 1 % kwasu w stosunku do ciężaru piasku powstrzymuje wiązanie cementu.Zanieczyszczenie humusowe najlepiej usunąc wystawiająć piasek na dłuższe działanie słońca.

- Węgiel, trof, liscie, wiory drzewne, papier, domieszki te można usunąć poprzej przemycie piasku wodą

- Piryty, gips, sole siarczkowe, łyszczyk, mika, jeśli istniej podejrzenie to należy okreslic ilosciowo te domieszki

- Piasek jest czysty jak np. po ściskaniu w reku nie zostawia śladow zanieczyszczeń, po wrzuceniu do szklanki z woda i osadzeniu woda jest czysta,

WODA ZAROBOWA

JEST TO WODA DODAWANA DO BETONU PODCZAS JEGO SPORZĄDZANIE

Woda zarobowa nie powinna zawierać związkow nieorganicznych lub organicznych w ilościach szkodliwie działajacych na proces wiazania betonu.

Cement można zarobic nawet woda morską, która zawiera zwiazki siarki, czyli woda która w kontakcie ze związanym lub stwardniałym betonem powoduje jego nieszczenie.

Doswiadczenie Gruna: Woda o zawartosci kwasu solnego bardzo szybko zniszczy beton

Jako woda zarobowa wplywa korzystnie, kwas solny wchodzi w reakcje z cementem i powstje chlorek wapnia który przyspiesza twardnienie betonu

Wody zanieczyszczone substancjimi organicznymi maja szkodliwy wplyw na proces wiązania i twardnienia betonu. Najszkodliwszy jest cuker powyżej 0.5 % powoduje natychmiastowe wiazanie cementu co uniemozliwia dalsze twardnienie betonu.

Nie wolno uzyć wód ściekowych, przemyslowych, kanalizacyjnych, bagiennych, zawierających tłuszcze organiczne, kwasy humusowe, oleje, cukier, muł, oraz wód mineralnych nie odpowiadających wymagania okreslonym w normach.

Dopuszczalne zanieczyszczenie wody zarobowej:

- Soli nie > niż 5000 mg/1 Jonu siarczanowego nie wiecej niż 500 mg/1

- Stezenie jonów wodorowych nie wiecej niż 4

- Zawartość cukru nie > niż 0,05 %

- Zawartość siarkowodoru nie wiecej niż 20 mg/1

Pospolite określenie "kamień", powszechnie używane nawet przez fachowców budowlanych, ma związek z drugoplanowym traktowaniem kruszywa i często prowadzi do bagatelizowania jego jakości. A przecież kruszywo zajmuje największą objętość betonu (ok. 70%) i ma decydujące znaczenie dla uzyskania wysokiej jakości świeżej mieszanki betonowej i stwardniałego betonu.

Kruszywami nazywamy wszystkie okruchowe materiały kamienne wykorzystywane jako składniki betonów, bitumicznych mieszanek do budowy nawierzchni drogowych, itp.

Klasyfikacja i podział kruszyw

Ze względu na pochodzenie i sposób uzyskiwania kruszyw dzieli się je na:

mineralne,

sztuczne.

W zależności od surowca skalnego i od sposobu produkowania kruszywa dzieli się na grupy:

kruszywo naturalne,

kruszywo naturalnie niekruszone,

kruszywo naturalne kruszone.

kruszywo łamane,

kruszywo łamane zwykłe,

kruszywo łamane granulowane.

W zależności od uziarnienia kruszywo dzieli się na trzy rodzaje:

drobne o ziarnach do 4 mm,

grube o ziarnach 4-36 mm,

bardzo grube 63-250 mm.

Własności i przeznaczenie kruszyw stosowanych w produkcji betonu

Kruszywo do betonu; szkodliwe zanieczyszczenia

Dietmar Klausen - Tłumaczył Kazimierz Dąbrowski

Za szkodliwe zanieczyszczenia kruszywa uważa się materiały utrudniające wiązanie i twardnienie betonu, zmniejszające wytrzymałość i szczelność betonu, wywołujące odpryski, naruszające ochronę antykorozyjną zbrojenia.

Oszacowanie

Oszacowanie kruszywa pod względem zawartości szkodliwych zanieczyszczeń następuje wg ustalonych wymagań jakościowych.

Kruszywo spełnia normowe wymagania, gdy jest zgodne z warunkami normy. Jeżeli stawia się podwyższone wymagania, jak np. w odniesieniu do betonowych jezdni drogowych, to muszą być one dokładnie uzgodnione pomiędzy wytwórcą betonu a dostawcą kruszywa. Kruszywo, które nie spełnia wymogów normowych, może być stosowane, jeżeli przez próbę przydatności zostanie potwierdzone, że kruszywo również przy zmniejszonych wymaganiach nadaje się do określonego celu.

Rodzaje:

Gliniaste zanieczyszczenia (A)

Gliniaste lub ilaste substancje oraz miał kamienny (o ziarnach < 0,063 mm) przylegają do ziaren kruszywa lub występują w postaci grudek. Szczególnie szkodliwe są muliste zaskorupienia kruszywa (utrudniają przyczepność pomiędzy kruszywem a cementem), gliniaste grudki (pęcznieją pod wpływem wody) i zawyżona zawartość miki w miale kamiennym. Kruszywo spełnia normowe wymagania, gdy nie są przekroczone następujące procentowe zawartości gliniastych zanieczyszczeń w stosunku do masy:

Uziarnienie 01/ , 0/2 , 0/4 ??4,0 %

Uziarnienie 0/8 , 1/2 , 1/4 , 2/4 ??3,0 %

Uziarnienie 0/16 , 0/32 ,1/8 , 4/8 ??2,0 %

Uziarnienie 0/63 , 2/16 , 4/16 , 4/32 ??1,0 %

Uziarnienie 8/16 , 8/32 , 16/32 , 32/63 ??0,5 %

Przekroczenia są dopuszczalne, kiedy sprawdzona zostanie przydatność kruszywa do przewidywanego zastosowania. Kruszywo otrzymuje wtedy dopisek vA.

Badania wg normy DIN 4226. W analizie areometrycznej zawartość części drobnych w próbce poddanej rozmyciu odczytuje się po sedymentacji na skali cylindra pomiarowego.

Materiały pochodzenia organicznego

Rozdrobnione cząstki humusowe lub inne materiały organiczne utrudniają twardnienie betonu. Cząstki drewna i węgla powodują zabarwienia lub mogą przez pęcznienie wywoływać odpryski na powierzchni elewacyjnego betonu, tynku lub jastrychu.

Rozdrobnione materiały pochodzenia organicznego (O) Normowe wymaganie jest spełnione, kiedy zastosowany do badania kruszywa 3-procentowy roztwór ługu sodowego nie zabarwia się, względnie uzyskuje najwyżej żółte zabarwienie. Przy czerwonym aż do czarnego zabarwienia kruszywo otrzymuje restrykcyjny dopisek vQ.

Pęczniejące dodatki (Q) Normowe wymaganie jest spełnione, kiedy następujące zawartości dodatków pęczniejących nie są przekroczone:

przy wielkości ziaren do 4 mm: ??0,5 %,

przy wielkości ziaren ponad 4 mm: ??0,1 %.

Przy betonach elewacyjnych, jastrychach i stropach betonowych obowiązują podwyższone wymagania, które muszą być uzgodnione.

Jeżeli na oko nie można ocenić ilości, zawartość organicznych materiałów pęczniejących ustala się wg DIN 4226 przez rozdzielenie w specjalnie ciężkiej cieczy.

Materiały utrudniające twardnienie

Materiały zawierające cukier mogą nawet przy jego niewielkich ilościach wpływać negatywnie na wiązanie i twardnienie betonu.

Materiały utrudniające twardnienie można ocenić poprzez technologiczne badanie porównawcze. Jeżeli wytrzymałość na ściskanie betonu zarobionego z badanym kruszywem okaże się więcej niż o 15% mniejsza od uzyskanej na betonie porównawczym z kruszywa nie zanieczyszczonego cukrem, należy zakwalifikować dodatek jako zdecydowanie utrudniający twardnienie.

Związki siarkowe (S)

Rozpuszczalne związki siarki (np. gips, anhydryt), jak również siarczki, które w niezbyt szczelnym betonie utleniają się na siarczany pod wpływem powietrza i wilgoci, mogą w większych ilościach spowodować szkodliwe zmiany w betonie.

Normowe wymagania ograniczają zawartość siarczanów (SO3 ) do wartości 1,0 %. Jeżeli granica ta jest przekroczona, kruszywo uzyskuje wg oceny miarodajnego instytutu ograniczające dodatkowe oznaczenie vS (patrz DIN 4226). Przepisy dotyczące zawartości siarczanów podaje się w procentach masy.

Zawartości siarczanów wymagają specjalnej oceny.

Materiały powodujące korozję stali (chlorki)

Sole mogą wpływać szkodliwie na ochronę antykorozyjną zbrojenia.

Normowe wymagania są spełnione, gdy zawartość chlorków rozpuszczalnych w wodzie w kruszywie przeznaczonym do betonu, żelbetu i kablobetonu nie przekracza 0,04 % w każdej frakcji kruszywa. Jeżeli wartość ta jest przekroczona w jednej pojedynczej frakcji, to należy sprawdzić, czy zawartość chlorków w całości kruszywa nie przekracza tej wartości. W tym przypadku kruszywo otrzymuje ograniczające dodatkowe oznaczenie vCl.

Strunobeton (beton sprężony z natychmiastową przyczepnością) i zaprawy stosowane do iniekcji cementowych wymagają kruszywa, które spełnia podwyższone wymagania w zakresie zawartości chlorków (eCl). W tym przypadku zawartość chlorków w każdej frakcji kruszywa nie powinna przekraczać 0,02 %.

Alkalicznie rozpuszczalne kwasy krzemowe

Kruszywo zawierające alkalicznie rozpuszczalne kwasy krzemowe (np. piasek opalowy i porowaty krzemień) może w wilgotnym otoczeniu betonu reagować z alkaliami cementu, powodując zwiększenie objętości, co może być przyczyną zarysowania betonu.

Ocenę kruszywa z punktu widzenia wrażliwości na alkalia przeprowadza się wg wytycznych "Reakcja alkaliczna w betonie".

Literatura

JAMROŻY Z.: Technologia betonu. Wydawnictwa Politechniki Krakowskiej. Kraków 1978.

KOPYCIÁSKI B., FLOREK A., JAMROŻY Z.: Beton zwykły. Arkady, Warszawa 1978.

NEVILLE A. M.: Właściwości betonu. Tłumaczenie z angielskiego. Arkady, Warszawa 1977.

PN-86/B-06812. Kruszywa mineralne do betonu.

PN-76/B-06714. Kruszywa mineralne. Badania. Oznaczenia zawartości zanieczyszczeń obcych.

PN-78/B-06714/13. Kruszywa mineralne. Badania. Oznaczenia zawartości pyłów mineralnych.

Kruszywo, kruszywo granulowane, kwarcowe, perlitowe, popiołowe, wapienne. Aprobaty techniczne nr 2629, 2634/97-AT-15; 2155, 2166/96-AT-15; 2075/95-AT-15 Instytutu Techniki Budowlanej. Katalog 1998, Warszawa.

DIN 4226 cz.1. Zuschlag f.r Beton; Zuschlag mit dichtem Gef.ge; Begriffe, Bezeichnungen und Anforderungen (Kruszywo do betonu; kruszywo o strukturze zwartej; pojęcia, oznaczenia i wymagania).

DIN 4226 cz.3. Zuschlag f.r Beton; Pr.fung von Zuschlag mit dichtem oder porigem Gef.ge (Kruszywo do betonu. Badanie kruszywa o strukturze zwartej lub porowatej).

DAfStb-Richtilinie Alkalireaktion im Beton; Vorbeugende Ma§nahmen gegen sch-digende Alkalireaktion im Beton (Wytyczne. Reakcje alkaliczne w betonie, środki zapobiegające reakcji alkalicznej w betonie) Redakcja Grudzień 1986.

---